KR20030065895A - 점토블록용 유약조성물 및 이를 도포한 점토블록 제조방법그리고 이로부터 제조된 점토블록 - Google Patents

Abstract

본 발명은 석재질 및 점토질에 일정 양의 메틸셀룰로오스와 제3무수인산나트륨 중 어느 하나 이상이 반드시 첨가되고, 여기에 선택적으로 용융제가 첨가되어 점토블록용 유약조성물이 조성되기 때문에 종래 기술에서와는 달리 점토블록의 표면에 상기 점토블록용 유약조성물을 1 ~ 8mm의 두께로 도포할 수 있어 도포된 점토블록용 유약조성물 상에 도드라지거나 옴폭한 디자인측면의 문양을 성형할 수 있는 있음으로 완성된 점토블록의 형상이 미려해지는 탁월한 효과가 있다.

또한 1 ~ 8mm의 두께로 도포된 상기 점토블록용 유약조성물에 의해 점토블록을 이루는 조성물에 각종 산업폐기물이 첨가되었다 하더라도 산업폐기물에 의해 자체적으로 발색되는 혼탁한 색상이 외부로 드러나지 아니함으로써 상기 산업폐기물을 재활용할 수 있을 뿐만 아니라 환경오염이 방지되는 효과가 있다.

또한 장석에 백색점토나 적색점토 또는 백색점토와 안료를 함께 첨가하여 조성된 색상조성물에 의해 점토블록에 도포된 점토블록용 유약조성물 상에 하나 또는 둘 이상의 다양한 색상을 손쉽게 착색할 수 때문에 소비자가 원하는 미려한 색상을 가진 점토블록을 제공할 수 있는 이점이 있다.

Description

점토블록용 유약조성물 및 이를 도포한 점토블록 제조방법 그리고 이로부터 제조된 점토블록{Glaze composition for clay block and method for manufacturing the clay block having the glaze composition and the clay block manufactured by the method}

본 발명은 표면의 형상이 다양하게 표출되기 때문에 보다 외관이 미려해지는 점토블록을 용이하게 제조할 수 있는 점토블록용 유약조성물 및 이를 도포한 점토블록 제조방법 그리고 이로부터 제조된 점토블록에 관한 것이다.

일반적으로 건축용 벽돌이나 바닥재로 사용되는 점토블록은 점토를 주원료로 하여 제조되는데, 그 제조공정은 점토블록의 원료를 만드는 제토, 성형, 건조, 소성, 포장의 순으로 이루어진다.

도 1은 상기한 일반적인 점토블록의 제조공정을 나타낸 도면으로서, 이를 참조하여 점토블록의 제조공정을 보다 상세히 설명하면, 우선 적색점토나 황토 또는 고령토 등과 같은 점토질 70 ~ 80중량%와 규사나 규석 또는 마사 등과 같은 석재질 20 ~ 30중량%를 분쇄, 혼합한 다음 전체 수분이 약 20중량%가 되도록 수분을 첨가하여 혼련함으로써 점토블록을 조성하게 될 원료를 제조한다.

다음 상기의 혼련된 원료를 토련기로써 진공상태를 유지하면서 토련시킨 후 성형기에 투입하여 직사각의 기둥 형상으로 연속하여 압출시킨 다음 절단기로 소정의 크기로 절단함으로써 점토블록별 형상을 성형한다

그 다음 상기의 성형된 점토블록을 건조실로 이송하여 약 70시간 건조시킨 후 소성로로 이송하여 1170 ~ 1200℃의 온도로 소성시킨 다음 품질검사 및 선별을 시행한 후 포장함으로써 점토블록의 제조가 완료된다.

상기한 점토블록의 제조공정 도중 광택을 주어 외관을 미려하게 하고 강도를 더하며 표면을 반질반질하게 하여 오염되는 것을 방지하고 흡수성을 없애어 물이나화학약품에 대한 저항성을 증가시키기 위해 점토블록의 표면에 유약을 도포하는데, 이러한 유약을 도포한 것으로는 유약을 충분히 도포한 유약 점토블록과, 유약을 약간 도포한 엔고베 점토블록이 있다.

참고로 상기 유약 점토블록은 도 2에 도시되어 있고, 상기 엔고베 점토블록은 도 3에 도시되어 있다.

한편 상기 유약 점토블록은 상기 점토블록 제조공정 중 건조실에서 건조가 완료된 점토블록의 표면에 액상의 유약을 분무기에 의해 도포함으로써 제조되고, 상기 엔고베 점토블록은 상기 점토블록 제조공정 중 성형기에 의해 직사각 기둥 형상으로 압출된 다음, 즉 절단기에 의해 절단되기 전 점토블록의 표면에 분무기에 의해 유약을 도포함으로써 제조된다.

이때 상기한 바와 같이 점토블록에 도포되어 밀착된 유약의 두께는 통상적으로 0.2 ~ 0.4mm이다.

그리고 상기 유약은 도자기나 타일을 제조할 때 사용되는 유약과 유사한 바, 장석, 규석, 프릿(frit), 광명단(Pb₃O₄), 망간 등의 원료를 혼합한 다음 상기 혼합물을 분쇄시키는 볼밀(ball mill)에 의해 200mesh 이하로 분쇄되어 제조된다.

그러나 상기한 바와 같은 점토블록 제조방법은 완성된 점토블록의 표면에 밀착된 유약의 두께가 0.2 ~ 0.4mm로 극히 얇아 점토블록에 밀착된 유약의 부위별에 따른 두께 차가 미세하기 때문에 점토블록에 밀착된 유약 상에 도드라지거나 옴폭한 디자인측면의 문양을 새길 수 없는 문제점이 있다.

물론 상기 점토블록의 표면에 유약을 두껍게 도포한 다음 문양을 새기면 되나, 이를 위해서는 점토블록의 제조 특성상 상기 엔고베 점토블록과 같이 성형기에 의해 압출된 후, 즉 절단기로 절단하기 전에 유약을 도포해야 하는데, 현재까지 성형기에 의해 압출된 즉시 점토블록의 표면에 유약을 두껍께 도포하는 방법은 알려져 있지 않다.

그 이유는 점토블록과 유약의 조성이 서로 각각 다르기 때문인데, 이를 보다 구체적으로 설명하면, 점토블록은 70 ~ 80중량%가 함유되는 점토질을 주원료로 하여 조성되고 유약은 60 ~ 80중량%가 함유되는 석재질을 주원료로 하여 조성되기 때문에 성형기에 의해 압출된 즉시 유약을 도포한 다음 건조실에서 건조시키면 양자간의 수축률이 서로 상이함으로 인하여 상호간에 분리되려는 현상이 발생되는 것이다.

상기의 점토블록과 유약이 분리되는 현상을 방지하고자 유약을 점토블록과 같이 점토질을 주원료로 하여 조성할 수도 있는데, 이 역시 완성된 점토블록을 상품화할 수 없는 문제점이 있는 바, 그 이유는 점토블록과 점토질을 주원료로 하여 조성된 유약은 서로 수축률이 유사하여 건조과정까지는 점토블록에 유약이 안정되게 밀착된 상태를 유지하나, 다음 공정인 소성과정을 완료하고 나면 완성된 점토블록의 표면강도를 증가시켜 주는 석재질이 유약에 소량만이 함유되어 있는 것에 의하여 완성된 점토블록의 표면강도가 저하되어 미비한 외력에도 쉽게 파손되는 현상이 발생되기 때문이다.

한편 각종 산업폐기물-전자슬러지(sludge), 제철분진 및 슬래그(slag), 화력발전소 석탄재, 제지슬러지 등과 같은 각종 오니(汚泥)-을 대량으로 재활용할 수 있는 품목 중의 하나가 벽돌과 같은 점토블록인데, 종래에는 이러한 산업폐기물을 사용하지 못하였을 뿐만 아니라 사용한다 하더라도 적은 분량(약 20% 이하)을 첨가하는 것이 고작이었다.

그 이유는 점토블록에 산업폐기물을 첨가하게 되면 강도가 증대됨과 아울러 제조비용이 절감되어 생산성을 향상시킬 수 있는 장점이 있는 반면에 유약을 두껍게 도포할 수 없는 이유에 의해 산업폐기물이 첨가되어 완성된 점토블록의 외관에서 발색되는 미려하지 못한 색상이 외부로 드러나는 단점으로 상품화할 수 없기 때문이다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 주된 목적은 점토블록의 표면에 유약을 두께가 두껍도록 도포하여도 건조과정에서 점토블록으로부터 분리되지 않을 뿐만 아니라 소성과정에서도 안정되게 소성이 이루어져 완성된 점토블록의 표면강도가 양호하도록 한 점토블록용 유약조성물을 제공하는데 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 점토블록의 표면에 두께가 두껍도록 도포된 상기 점토블록용 유약조성물 상에 디자인측면의 다양한 문양을 성형하여 점토블록의 외관이 미려하도록 한 점토블록 제조방법 및 이로부터 제조된 점토블록을 제공하는데 있다.

또한 본 발명의 또 다른 목적은 상기 점토블록 제조방법에 의해 산업폐기물이 첨가된 점토블록에 상기 점토블록용 유약조성물을 두께가 두껍도록 도포하여 산업폐기물이 첨가된 점토블록에서 발색되는 미려하지 못한 색상이 외부로 표출됨을 방지함으로써 산업폐기물이 첨가된 점토블록을 상품화하는데 있다.

부가적으로는 상기 점토블록 제조방법에 선택적으로 착색방법을 추가함으로써 완성된 점토블록으로부터 다양한 색상이 발색되도록 한 점토블록 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.

도 1은 일반적인 점토블록의 제조공정이 표현된 도면,

도 2는 종래 기술의 유약 점토블록이 표현된 사시도,

도 3은 종래 기술의 엔고베 점토블록이 표현된 사시도,

도 4, 5는 본 발명의 유약조성물이 도포된 점토블록이 표현된 사시도,

도 6은 본 발명의 유약조성물을 제조하기 위한 실험 중 제조된 점토블록이 표현된 사시도,

도 7은 본 발명의 유약조성물을 제조하기 위한 실험 중 제조된 다른 점토블록이 표현된 사시도,

도 8은 본 발명의 유약조성물 및 색상조성물에 의해 제조된 점토블록이 표현된 사시도이다.

상기한 바와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 점토블록용 유약조성물은 점토질 10 ~ 90중량%, 석재질 10 ~ 90중량%로 조성된 조성물에 이 조성물의 전체 중량%에 대하여 메틸셀룰로오스 0.4 ~ 1중량%, 제3무수인산나트륨 1 ~ 10중량%, 용융제 5 ~ 10중량%가 첨가되어 조성되는데, 상기 메틸셀룰로오스와 제3무수인산나트륨 중 어느 하나 이상은 반드시 첨가되고 상기 용융제는 선택적으로 첨가되어 전체 수분이 30 ~ 45중량%가 되도록 혼련된 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 점토블록용 유약조성물을 도포한 점토블록 제조방법은 점토블록을 제조하는 방법에 있어서, 점토블록을 조성할 원료를 분쇄하여 혼련하는 제토과정과, 상기 제토과정에서 가공된 원료를 일정 형상으로 연속 압출한 후 상기 압출되는 원료의 표면에 상기 점토블록용 유약조성물을 도드라지거나 옴폭한 문양이 성형될 수 있을 정도의 두께로 도포한 다음 도포된 유약조성물 상에 문양을 성형한 후 원하는 크기로 절단하여 점토블록을 만드는 성형과정과, 상기 성형과정이 완료된 점토블록의 수분을 제거하여 형상을 굳히는 건조과정과, 상기 건조과정을 통과한 점토블록을 1100 ~ 1250℃의 온도로 구워내는 소성과정이 포함된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 점토블록 제조방법에 의해 제조된 점토블록의 표면에 도포된 상기 점토블록용 유약조성물의 두께는 1 ~ 8mm인 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

본 출원인은 점토블록을 제조함에 있어 표면에 유약을 두껍게, 즉 유약 상에 도드라지거나 옴폭한 형상의 문양을 성형할 수 있을 정도의 두께로 도포하여도 건조과정에서 점토블록으로부터 분리되지 아니할 뿐만 아니라 소성과정에서도 소성이 안정되게 이루어져 완성된 점토블록의 표면강도가 양호하도록 한 유약조성물을 얻기 위해 다양한 실험을 시행하였는데, 그 실험은 다음과 같이 시행되었다.

일반적인 벽돌 1장 정도의 크기로 이루어진 점토블록 1000장에 각종 무기재료군(요업물질), 메틸셀룰로오스(methylene cellulose)(이하 MC라고 함) 및 제3무수인산나트륨(trisodium phosphate)을 아래의 표 1에서와 같은 조성비에 의해 조성함으로써 이루어진 유약조성물 A ~ 유약조성물 F를 일반적인 점토블록 제조공정 중 성형기에 의해 점토블록을 이루는 원료가 압출되는 즉시 그 표면에 종래 기술에서 사용되었던 유약 대신에 각각 도포하여 각각의 건조과정, 소성과정 및 완성된 점토블록의 표면상태를 살펴보았다.

여기에서 상기 무기재료는 석재질, 점토질 및 용융제로 구분할 수 있는데,상기 석재질은 장석, 규석, 납석, 산화 알루미늄 및 규사 등 중에서 선택된 하나 또는 둘 이상으로 이루어지고 원료크기는 30mesh 이하이며, 상기 점토질은 고령토, 적색점토 및 백색점토 등 중에서 선택된 하나 또는 둘 이상으로 이루어지고 원료크기는 150mesh 이하이며, 상기 용융제는 광명단, 프릿 및 석탄 등 중에서 선택된 하나 또는 둘 이상으로 이루어진다.

한편 상기한 바와 같은 각 유약조성물은 공지의 혼련기에 투입되어 약 2시간 동안 전체 수분이 30 ~ 45중량%가 되도록 수분을 첨가하여 혼련하였다.

[실험 1 : 유약조성물 A]

석재질 : 10 ~ 90중량%, 점토질 : 10 ~ 90중량%로 조성된 조성물에 이 조성물의 전체 중량%에 대하여 용융제 : 5 ~ 10중량%, MC : 0.4 ~ 1중량%, 제3무수인산나트륨 : 0중량%를 첨가하여 조성한 유약조성물 A를 건조시킨 다음 1100 ~ 1180℃의 온도로 소성을 하였다.

그 결과 유약조성물 A는 건조과정에서 점토블록에 안정된 상태로 밀착되었을 뿐만 아니라 소성과정에서도 안정되게 용융되어 표면강도가 양호한 점토블록을 얻을 수 있었다.

참고로 상기 유약조성물 A를 도포하여 제조된 점토블록이 도 4 및 도 5에 도시되어 있다.(도 4는 벽돌로 사용되는 점토블록이고, 도 5는 바닥재로 사용되는 점토블록이다.)

[실험 2 : 유약조성물 B]

석재질 : 10 ~ 90중량%, 점토질 : 10 ~ 90중량%로 조성된 조성물에 이 조성물의 전체 중량%에 대하여 용융제 : 0중량%, MC : 0.4 ~ 1중량%, 제3무수인산나트륨 : 0중량%를 첨가하여 조성한 유약조성물 B를 건조시킨 다음 1100 ~ 1180℃의 온도로 소성을 하였다.

그 결과 유약조성물 B는 건조과정까지 점토블록에 안정된 상태로 밀착되었으나, 용융제가 첨가되지 않았기 때문에 소성 중에 원활하게 용융되지 못하여 완성된 점토블록의 표면강도가 저하되는 현상이 발생되었다.

[실험 3 : 유약조성물 C]

석재질 : 10 ~ 90중량%, 점토질 : 10 ~ 90중량%로 조성된 조성물에 이 조성물의 전체 중량%에 대하여 용융제 : 5 ~ 10중량%, MC : 0중량%, 제3무수인산나트륨 : 0중량%를 첨가하여 조성한 유약조성물 C를 건조시킨 결과 건조과정에서 점토블록으로부터 조성물이 분리되어 떨어져나가는 현상이 발생되어 소성과정을 시행하지 못하였다.

따라서 실험 1, 2 및 3의 결과를 통하여 점토블록에 유약조성물을 건조과정에서 안정되게 밀착시키기 위해서는 일정 량의 MC가 첨가되어야 하고, 소성과정에서 유약조성물을 점토블록에 안정되게 용융시키기 위해서는 일정 량의 용융제가 첨가되어야 함이 판명되었다.

참고로 상기의 유약조성물 C를 도포한 다음 건조과정을 마친 점토블록이 도 6에 도시되어 있는데, 도시된 바와 같이 점토블록으로부터 유약조성물 C가 부분적으로 떨어져나갔기 때문에 상품화할 수 없음을 알 수 있다.

[실험 4 : 유약조성물 D]

석재질 : 10 ~ 90중량%, 점토질 : 10 ~ 90중량%로 조성된 조성물에 이 조성물의 전체 중량%에 대하여 용융제 : 0중량%, MC : 0중량%, 제3무수인산나트륨 : 1 ~ 10중량%를 첨가하여 조성한 유약조성물 D를 건조시킨 다음 1100 ~ 1180℃의 온도로 소성을 하였다.

그 결과 유약조성물 D는 상기 유약조성물 A와 마찬가지로 도 4, 5에 도시된 바와 같은 건조과정에서 점토블록에 안정된 상태로 밀착될 뿐만 아니라 소성과정에서도 안정되게 용융되어 표면강도가 양호한 점토블록을 얻을 수 있었다.

이 사실로 미루어보아 제3무수인산나트륨은 건조과정에서 접착제의 기능을, 소성과정에서 용융제의 기능을 수행하였음이 판명되었다.

[실험 5 : 유약조성물 E]

석재질 : 10 ~ 90중량%, 점토질 : 10 ~ 90중량%로 조성된 조성물에 이 조성물의 전체 중량%에 대하여 용융제 : 5 ~ 10중량%, MC : 0.4 ~ 1중량%, 제3무수인산나트륨 : 1 ~ 10중량%를 첨가하여 조성한 유약조성물 E를 건조시킨 다음 1100 ~ 1180℃의 온도로 소성을 하였다.

그 결과 유약조성물 E는 MC 및 건조과정시 접착제의 기능을 수행하는 제3무수인산나트륨에 의해 건조과정에서 점토블록에 보다 접착력이 증대된 상태로 밀착되었고, 용융제 및 소성과정시 용융제의 기능을 수행하는 제3무수인산나트륨에 의해 완성된 점토블록의 표면강도를 보다 양호하게 하였을 뿐만 아니라 소성과정 중 점토블록의 표면에서 끓어오르는 현상이 발생되어 완성된 점토블록의 표면에 독특한 문양이 형성되었다.

참고로 상기 유약조성물 E를 도포하여 제조된 점토블록이 도 7에 도시되어 있는데, 도시된 바와 같이 끓어오르는 현상에 의해 표면에 형성된 다수의 구멍에 의해 독특한 문양이 표출되어 있다.

한편 상기 유약조성물 E의 결과를 통하여 용융제 및 제3무수인산나트륨을 과도하게 첨가하면 소성과정 중 점토블록의 표면이 과도하게 끓어오르는 현상이 발생되어 오히려 외관을 저해시킬 수 있음을 유추할 수 있을 것이다.

[실험 6 : 유약조성물 F]

석재질 : 10 ~ 90중량%, 점토질 : 10 ~ 90중량%로 조성된 조성물에 이 조성물의 전체 중량%에 대하여 용융제 : 0중량%, MC : 0.4 ~ 1중량%, 제3무수인산나트륨 : 0중량%를 첨가하여 조성한 유약조성물 F를 건조시킨 다음 최고 1180 ~ 1250℃로 소성을 하였다.

이는 유약조성물 B에서 소성온도만을 상승시켜 본 것인데, 그 결과 유약조성물 F는 상기 유약조성물 B에서의 결과와는 달리 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 소성과정에서 점토블록의 표면을 안정되게 용융시켜 표면의 강도가 양호한 점토블록을 얻을 수 있었다.

이로 미루어보아 용융제 및 소성과정시 용융제의 기능을 수행하는 제3무수인산나트륨을 첨가하지 아니하고 MC만을 첨가하였을 경우 소성온도를 1180 ~ 1250℃로 상승시키면 소성이 양호하게 이루어짐을 알 수 있을 뿐만 아니라 용융제 및 제3무수인산나트륨을 첨가하였을 경우에는 소성과정에서 표면이 과도하게 끓어오르는 것을 방지하기 위해 1100 ~ 1180℃로 소성을 시행함이 바람직하다는 것을 유추할 수 있다.

이상과 같은 실험을 통하여 얻어진 결과를 정리하면 다음과 같다.

1. 건조과정에서 점토블록으로부터 유약조성물이 분리되는 현상을 방지하기 위해서는 반드시 일정 량(0.4 ~ 1중량%)의 MC를 첨가하고, 1100 ~ 1180℃의 소성과정에서 표면강도가 양호하도록 소성시키기 위해서는 반드시 일정 량(5 ~ 10중량%)의 용융제를 첨가한다.

이때 MC의 첨가량은 점토질의 첨가량이 증대되면 최소 0.4중량%까지 감소시키고, 점토질의 첨가량이 감소하면 최대 1중량%까지 증대시키면 되는데, 이는 점토질이 가진 자체적인 점성이 접착력에 영향을 미치기 때문이다.

그리고 용융제의 첨가량은 예를 들어 용융온도가 낮은 장석 등으로 석재질이 이루어졌을 경우 최소 5중량%를 첨가하면 될 것이고, 용융온도가 높은 규석이나 규사 또는 산화 알루미늄 등으로 석재질이 조성되었을 경우 최대 10중량%를 첨가하면 될 것이다.

2. 상기의 결과 1에서 용융제를 첨가하지 아니하는 대신에 소성온도를 상승시키는 것인데, 이때 소성온도는 반드시 1180 ~ 1250℃이어야 한다.

3. 상기의 결과 1에서 용융제 및 MC 대신에 일정 량(1 ~ 10중량%)의 제3무수인산나트륨을 첨가한다.

이때 제3무수인산나트륨의 첨가량은 상기의 결과 1에서와 마찬가지로 건조과정에서는 점토질의 첨가량에 따라 결정되고, 소정과정에서는 석재질의 종류에 따라 결정된다.

예를 들어 규석으로 이루어진 석재질 10중량%, 점토질 90중량%로 조성된 조성물에 제3무수인산나트륨을 첨가하고자 할 경우 건조과정에서는 점토질의 첨가량이 많음으로 최소 1중량%이 필요할 것이고, 소성과정에서는 석재질이 규석으로 이루어졌음으로 최대 10중량%가 필요한데, 이 때 제3무수인산나트륨을 최소 1중량%를 첨가하게 되면 소성이 양호하게 이루어지지 않으나 최소 10중량%를 첨가하게 되면 건조과정에서 보다 견고하게 밀착됨으로 최대 10중량%를 첨가하면 될 것이다.

4. 일정 량의 MC(0.4 ~ 1중량%)와 제3무수인산나트륨(1 ~ 10중량%) 중 어느 하나 또는 둘 모두를 반드시 첨가하고, 여기에 선택적으로 일정 량(5 ~ 10중량%)의 용융제를 첨가한다.

이때 소성과정에서 유약조성물이 도포된 점토블록의 표면이 과도하게 끓어올라 미관이 저해됨을 방지하기 위해 소성온도는 제3무수인산나트륨 및 용융제의 첨가량에 따라 1100 ~ 1180℃의 범위 내에서 결정된다.

즉 상기 제3무수인산나트륨 및 용융제의 첨가량이 증가되면 소성온도를 최소 1100℃까지 낮추면 될 것이고, 상기 제3무수인산나트륨 및 용융제의 첨가량이 감소되면 소성온도를 최고 1180℃까지 높이면 될 것이다.

따라서 상기의 결과 1 ~ 4에 의해 얻어진 본 발명의 점토블록용 유약조성물은 다음과 같다.

1. 석재질 : 10 ~ 90중량%, 점토질 : 10 ~ 90중량%로 조성된 조성물에 이 조성물의 전체 중량%에 대하여 MC : 0.4 ~ 1중량%가 첨가되어 조성되고 전체 수분이 30 ~ 45중량%가 되도록 수분을 첨가하여 약 2시간 동안 혼련시킨 유약조성물(이하 제1유약조성물이라 함).

2. 석재질 : 10 ~ 90중량%, 점토질 : 10 ~ 90중량%로 조성된 조성물에 이 조성물의 전체 중량%에 대하여 MC : 0.4 ~ 1중량%, 용융제 : 5 ~ 10중량%가 첨가되어 조성되고 전체 수분이 30 ~ 45중량%가 되도록 수분을 첨가하여 약 2시간 동안 혼련시킨 유약조성물(이하 제2유약조성물이라 함).

3. 석재질 : 10 ~ 90중량%, 점토질 : 10 ~ 90중량%로 조성된 조성물에 이 조성물의 전체 중량%에 대하여 MC : 0.4 ~ 1중량%, 용융제 : 5 ~ 10중량%, 제3무수인산나트륨 : 1 ~ 10중량%가 첨가되어 조성되고 전체 수분이 30 ~ 45중량%가 되도록 수분을 첨가하여 약 2시간 동안 혼련시킨 유약조성물(이하 제3유약조성물이라 함).

4. 석재질 : 10 ~ 90중량%, 점토질 : 10 ~ 90중량%로 조성된 조성물에 이 조성물의 전체 중량%에 대하여 용융제 : 5 ~10중량%, 제3무수인산나트륨 : 1 ~ 10중량%가 첨가되어 조성되고 전체 수분이 30 ~ 45중량%가 되도록 수분을 첨가하여 약 2시간 동안 혼련시킨 유약조성물(이하 제4유약조성물이라 함).

5. 석재질 : 10 ~ 90중량%, 점토질 : 10 ~ 90중량%로 조성된 조성물에 이 조성물의 전체 중량%에 대하여 MC : 0.4 ~ 1중량%, 제3무수인산나트륨 : 1 ~ 10중량%가 첨가되어 조성되고 전체 수분이 30 ~ 45중량%가 되도록 수분을 첨가하여 약 2시간 동안 혼련시킨 유약조성물(이하 제5유약조성물이라 함).

6. 석재질 : 10 ~ 90중량%, 점토질 : 10 ~ 90중량%로 조성된 조성물에 이 조성물의 전체 중량%에 대하여 제3무수인산나트륨 1 ~ 10중량%가 첨가되어 조성되고 전체 수분이 30 ~ 45중량%가 되도록 수분을 첨가하여 약 2시간 동안 혼련시킨 유약조성물(이하 제6유약조성물이라 함).

상기한 바와 같이 조성된 제1유약조성물 내지 제6유약조성물을 도포한 점토블록 제조방법을 설명하면 다음과 같다.

1. 제토과정

벽돌, 바닥재 등으로 사용되는 점토블록을 생산할 수 있도록 적색점토나 황토 또는 고령토 등 중 선택된 하나 또는 둘 이상으로 이루어진 점토질 70 ~ 80중량%와 규사나 규석 또는 마사 등 중 선택된 하나 또는 둘 이상으로 이루어진 석재질 20 ~ 30중량%를 분쇄 및 혼합하여 전체 수분이 대략 20중량%가 되도록 수분을 첨가하여 혼련한다.

2. 성형과정

원하는 형상의 점토블록을 만드는 과정으로서, (A), (B) 및 (C)의 3단계로 분류할 수 있다.

(A) 상기의 제토과정에서 가공된 원료를 공지의 토련기에서 진공상태로 토련시켜 원료 중의 공기를 강제 배출시킴과 아울러 기포가 발생되지 않도록 하고, 이 토련된 원료는 곧바로 공지의 성형기에 투입되어 대략 직사각 기둥 형상으로 연속 압출된다.

(B) 상기의 압출되는 직사각 기둥 형상의 원료의 표면, 즉 정면 또는 어느 한 측면과 같이 건축물에 시공시 외부로 노출되는 부위 등과 같이 원하는 부위에 디자인적 측면의 문양을 성형하는 단계로서, 상기 성형기에 의해 원료가 압출되는 즉시 공지의 소형 토출기를 사용하여 상기 제1유약조성물 내지 제6유약조성물 중 어느 하나를 채택하여 1 ~ 8mm의 두께로 도포하고, 상기와 같이 유약조성물의 도포가 완료되면 도드라지거나 옴폭한 문양이 표면에 형성된 공지의 롤러를 사용하여 상기의 도포된 유약조성물 상에 압박을 가함으로써 문양을 성형한다.

(C) 상기의 도포된 유약조성물 상에 무늬가 성형된 사각기둥 형상의 원료를 점토블록별 치수에 따라 정확하게 공지의 절단기를 사용하여 절단함으로써 점토블록을 성형하는 단계로서, 점토블록의 규격을 결정한다.

3. 건조과정

상기 성형과정의 3단계가 모두 완료된 점토블록에 함유된 수분을 제거하는 과정인데, 다음 과정인 소성과정에서 발생되는 폐열을 재활용하여 점토블록을 건조시키는 바, 상기의 성형과정이 완료된 점토블록을 건조실 내에 진입시킨 다음 60 ~100℃의 온도로 약 70시간 정도 건조시켜 점토블록이 1% 이내의 수분을 함유하도록 한다.

이때 상기의 유약조성물에 함유된 MC나 제3무수인산나트륨에 의해 점토블록에 도포된 상기 유약조성물은 점토블록에 견고하게 밀착된다.

4. 소성과정

상기의 건조과정이 완료된 점토블록이 완전히 만들어지기 위하여 점토블록이 가질 수 있는 최대의 강도를 소성로 내에서 구워냄으로써 부여하는 과정으로, 다음과 같이 3구간으로 나뉠 수 있다.

(A) 예열 : 다음 구간인 소성구간에서 발생되는 고온의 열에너지를 이용하여 상기의 건조과정을 마친 점토블록을 예열시키는 구간으로서, 다음 구간인 소성구간에서 필요한 열량을 적절히 공급하여 원활한 소성이 이루어지도록 한다.

(B) 소성 : 최종 완제품을 만드는 구간으로서, 점토블록의 강도 등을 결정하고, 소성로 내의 균일한 온도분포를 유지하여 일정한 점토블록이 생산될 수 있도록 상기의 예열구간을 통과한 점토블록을 1100 ~ 1250℃의 온도로 구워낸다.

이때 상기 제1유약조성물 내지 제6유약조성물 중 제1유약조성물이 도포되었을 경우 1180 ~ 1250℃의 온도로 소성이 행하여지고, 상기 제1유약조성물을 제외한 나머지 유약조성물이 도포되었을 경우 1100 ~ 1180℃의 온도로 소성이 행하여진다.

(C) 냉각 : 상기의 소성구간에서 발생되는 열을 이용하여 상기의 소성구간을 통과한 점토블록을 냉각시키는 구간으로서, 급냉 및 서냉으로 나누어지고, 소성구간을 통과한 후 발생될 수 있는 점토블록의 변형을 방지하기 위한 공정이다.

5. 포장과정

마지막 과정으로서, 상기의 소성과정을 마친 점토블록의 품질관리에 따른 규격 등을 선별하고, 자동화의 문제점을 보완하기 위해 작업자가 직접 육안으로 검사를 실시해 소비자가 원하는 품질, 원하는 시간에 공급키 위해 수행하는 과정이다.

이상과 같은 본 발명에 따른 유약조성물을 도포한 점토블록 제조방법은 도 1을 참조하면 보다 쉽게 이해될 것이다.

상기한 바와 같은 점토블록용 유약조성물을 도포한 점토블록 제조방법에 추가되어 점토블록의 유약조성물이 도포된 부위에 다양한 색상을 착색할 수도 있는데, 이러한 착색을 위한 색상조성물 및 착색방법을 설명하면 다음과 같다.

우선 아래의 표 2에서와 같이 30mesh 이하의 원료 크기를 가진 장석 50 ~ 80중량%와 150mesh 이하의 원료 크기를 가진 백색점토 20 ~ 50중량%로 조성된 조성물에 이 조성물의 전체 중량%에 대하여 제3무수인산나트륨 1 ~ 10중량%을 첨가하여 전체 수분이 30 ~ 45중량%가 되도록 혼련함으로써 이루어진 제1색상조성물을 상기의 점토블록 제조방법 중 성형과정 (B)에서 상기 유약조성물의 도포가 완료된 즉시 유약조성물이 도포된 부위 상에 도포한다.

다음 아래의 표 3a에서와 같이 30mesh 이하의 원료 크기를 가진 장석 60 ~ 70중량%와 150mesh 이하의 원료 크기를 가진 적색점토 30 ~ 40중량%로 조성되어 마른 가루 형태로 이루어진 제2a색상조성물을 공지의 진동체를 사용하여 상기 제1색상조성물이 도포된 부위 중 착색을 원하는 부위 상에 상기 제1색상조성물을 도포한즉시 뿌려준다.

이러한 상태로 상기 점토블록 제조방법에 의해 점토블록의 제조가 완료되면 완성된 점토블록의 상기 제2a색상조성물이 뿌려진 부위는 적색으로 발색된다.

여기에서 제2a색상조성물 대신에 아래의 표 3b에서와 같이 원료 크기 30mesh 이하인 장석 60 ~ 70중량%와 원료 크기 150mesh 이하인 백색점토 30 ~ 40중량%로 조성되어 마른 가루 형태로 이루어진 제2b색상조성물을 뿌릴 수도 있는데, 상기의 제2b색상조성물을 뿌리게 되면 완성된 점토블록의 상기 제2b색상조성물이 뿌려진 부위는 백색으로 발색된다.

참고로 상기 제2색상조성물에 의해 소정의 부위가 백색으로 발생된 점토블록이 도 8에 도시되어 있는데, 도시된 바와 같이 소정의 부위가 백색으로 발색되었음을 확인할 수 있을 것이다.

또한 적색이나 백색 외의 다른 다양한 색상이 발색되도록 하기 위해 상기 제2a색상조성물 대신에 아래의 표 3c에서와 같이 원료 크기 30mesh 이하인 장석 60 ~ 70중량%와 원료 크기 150mesh 이하인 백색점토 30 ~ 40중량%로 조성된 조성물에 공지의 안료를 일정 량 첨가한 다음 혼련하여 조성된 제2c색상조성물을 뿌릴 수도 있는데, 상기의 제2c색상조성물을 뿌리게 되면 완성된 점토블록의 상기 제2c색상조성물이 뿌려진 부위는 첨가되는 안료의 종류에 따른 색상으로 발색된다.

또한 상기 제2a색상조성물 대신에 제2a색상조성물 내지 제2c색상조성물 중 2가지 이상의 색상조성물을 각각 다른 부위에 뿌려줌으로써 2가지 이상의 색상이 발색되도록 할 수도 있다.

한편 상기한 바와 같은 점토블록 제조방법 및 착색방법에 의해 점토블록을 제조할 수 있는데, 상기의 점토블록 제조과정 중 착색과정을 생략하여 상기 점토블록용 유약조성물에 의해 발색되는 색상만을 가진 점토블록을 제조할 수도 있고, 상기의 점토블록 제조과정 중 착색과정을 추가하여 하나의 색상 또는 둘 이상의 색상이 발색되는 점토블록을 제조할 수도 있다.

이때 상기 완성된 점토블록의 표면에 도포된 점토블록용 유약조성물의 두께는 1 ~ 8mm이다.

그리고 상기의 점토블록 제조방법에서는 점토블록을 이루는 조성물이 점토질과 설재질에 한정되어 설명되었지만, 이는 예시적인 것이며, 따라서 상기 점토블록을 이루는 조성물에 각종 산업폐기물-전자슬러지, 제철분진 및 슬래그, 화력발전소 석탄재, 제지슬러지 등과 같은 각종 오니-이 첨가되어 공지의 방법에 의해 조성될 수도 있을 것이다.

이와 같이 각종 산업폐기물에 의해 상기 점토블록을 이루는 조성물이 조성될지라도 그 표면에는 본 발명에 따른 유약조성물이 1 ~ 8mm로 도포되기 때문에 산업폐기물에 의해 조성된 점토블록에서 자체적으로 발색되는 혼탁한 색상은 외부로 표출되지 아니할 것이다.

상기한 바와 같은 본 발명은 석재질 및 점토질에 일정 량의 메틸셀룰로오스와 제3무수인산나트륨 중 어느 하나 이상이 반드시 첨가되고, 여기에 선택적으로 용융제가 첨가되어 점토블록용 유약조성물이 조성되기 때문에 종래 기술에서와는 달리 점토블록의 표면에 상기 점토블록용 유약조성물을 1 ~ 8mm의 두께로 도포할 수 있어 도포된 점토블록용 유약조성물 상에 도드라지거나 옴폭한 디자인측면의 문양을 성형할 수 있음으로 완성된 점토블록의 형상이 보다 미려해지는 탁월한 효과가 있다.

또한 1 ~ 8mm의 두께로 도포된 상기 점토블록용 유약조성물에 의해 점토블록을 이루는 조성물에 전자슬러지, 제철분진 및 슬래그 등과 같은 각종 산업폐기물이 첨가되었다 하더라도 산업폐기물에 의해 자체적으로 발색되는 혼탁한 색상이 외부로 드러나지 아니함으로 상기 산업폐기물을 재활용할 수 있을 뿐만 아니라 환경오염이 방지되는 효과가 있다.

또한 장석에 백색점토나 적색점토 또는 백색점토와 안료를 함께 첨가하여 조성된 색상조성물에 의해 점토블록에 도포된 점토블록용 유약조성물 상에 하나 또는 둘 이상의 다양한 색상을 손쉽게 착색할 수 때문에 소비자가 원하는 미려한 색상을 가진 점토블록을 제공할 수 있는 이점이 있다.

Claims (10)

1. 점토질 10 ~ 90중량%, 석재질 10 ~ 90중량%로 조성된 조성물에 이 조성물의 전체 중량%에 대하여 메틸셀룰로오스 0.4 ~ 1중량%, 제3무수인산나트륨 1 ~ 10중량%, 용융제 5 ~ 10중량%가 첨가되어 조성되는데, 상기 메틸셀룰로오스와 제3무수인산나트륨 중 어느 하나 이상은 반드시 첨가되고 상기 용융제는 선택적으로 첨가되어 전체 수분이 30 ~ 45중량%가 되도록 혼련된 것을 특징으로 하는 점토블록용 유약조성물.
2. 제1항에 있어서,

   상기 점토질, 석재질 및 용융제는 무기재료군으로서, 상기 점토질은 적색점토, 백색점토 및 고령토 등 중에서 선택된 하나 또는 둘 이상으로 이루어지고, 상기 석재질은 장석, 규석, 규사, 납석 및 산화알루미늄 등 중에서 선택된 하나 또는 둘 이상으로 이루어지며, 상기 용융제는 광명단 및 프릿 등 중에서 선택된 하나 또는 둘 이상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 점토블록용 유약조성물.
3. 점토블록을 제조하는 방법에 있어서, 점토블록을 조성할 원료를 분쇄하여 혼련하는 제토과정과; 상기 제토과정에서 가공된 원료를 일정 형상으로 연속 압출한후 상기 압출되는 원료의 표면에 청구항 1의 점토블록용 유약조성물을 도드라지거나 옴폭한 문양이 성형될 수 있을 정도의 두께로 도포한 다음 상기 도포된 점토블록용 유약조성물 상에 문양을 성형한 후 원하는 크기로 절단하여 점토블록을 만드는 성형과정과; 상기 성형과정이 완료된 점토블록의 수분을 제거하여 형상을 굳히는 건조과정과; 상기 건조과정을 통과한 점토블록을 1100 ~ 1250℃의 온도로 구워내는 소성과정이 포함된 것을 특징으로 하는 점토블록 제조방법.
4. 제3항에 있어서,

   상기 소성과정은 성형과정에서 상기 점토블록용 유약조성물 중 점토질, 석재질 및 메틸셀룰로오스로 조성된 점토블록용 유약조성물을 도포하였을 경우 1180 ~ 1250℃로 구워내고, 나머지 점토블록용 유약조성물을 도포하였을 경우 1100 ~ 1800℃의 온도로 구워내는 것을 특징으로 하는 점토블록 제조방법.
5. 제3항에 있어서,

   상기 점토블록 제조방법은 상기 성형과정에서 점토블록용 유약조성물을 도포한 후 장석 50 ~ 80중량%, 백색점토 20 ~ 50중량%로 조성된 조성물에 이 조성물의 전체 중량%에 대하여 제3무수인산나트륨 1 ~ 10중량%가 첨가되어 조성되며 전체 수분이 30 ~ 45중량%가 되도록 혼련된 제1색상조성물을 상기 점토블록용 유약조성물이 도포된 부위에 도포한 다음 상기 제1색상조성물이 도포된 부위 중 발색을 원하는 부위에 장석 60 ~ 70중량%, 적색점토 30 ~ 40중량%로 조성된 제2a색상조성물을 뿌리는 착색과정이 더 포함된 것을 특징으로 하는 점토블록 제조방법.
6. 제5항에 있어서,

   상기 착색과정 중 상기 제2a색상조성물 대신에 장석 60 ~ 70중량%, 백색점토 30 ~ 40중량%로 조성된 제2b색상조성물을 뿌리는 것을 특징으로 하는 점토블록 제조방법.
7. 제5항에 있어서,

   상기 착색과정 중 상기 제2a색상조성물 대신에 장석 60 ~ 70중량%, 백색점토 30 ~ 40중량%에 일정 양의 안료를 첨가하여 조성된 제2c색상조성물을 뿌리는 것을 특징으로 하는 점토블록 제조방법.
8. 제5항에 있어서,

   상기 착색과정 중 상기 제2a색상조성물 대신에 상기 제2a색상조성물 내지 제2c색상조성물 중 선택된 2개 이상의 색상조성물을 각각 발색을 원하는 부위에 뿌리는 것을 특징으로 하는 점토블록 제조방법.
9. 청구항 3 내지 청구항 8에 기재된 점토블록 제조방법 중 어느 하나에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 점토블록.
10. 제9항에 있어서,

    상기 제조된 점토블록의 표면에 도포된 점토블록용 유약조성물의 두께는 1 ~ 8mm인 것을 특징으로 하는 점토블록.